Устройство ударного действия Советский патент 1980 года по МПК E21B1/30 B25D9/20 

(54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

I

Изобретрние относится к горному делу и может быть использовано в строительстве и машиностроении в виде перфораторов, бетоноломов, отбойных или клепальных молотков.

Известно двухгюршневое ударное устройство, которое состоит из двух соосно расположенных цилиндров, в которых под действием сжатого воздуха .движутся в противоположных направлениях поршни. Рабочий ход поршней заканчивается ударом по штоку, холостой - сжатием воздушных подушек. Механизм воздухораспределения состоит из клапана, перемещающегося по втулке, переднего седла и заднего седла, образующих воздухораспределительную камеру. В конце холостого хода поршни сжимают воздух в задних полостях цилиндров до высоких давлений и перебрасывают клапан 1 .

Дополнительный золотник данного устройства выполнен в виде цилиндра с кольцевой канавкой. Такая конструкция золотника не позволяет полностью устранить противодавление в передних полостях цилиндров во время рабочего хода поршней, что

приводит к нарушению синхронного Движения поршней и снижению ударной мощнос,ти устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство ударного действия, содержащее два соосно расположенных цилиндра с поршнями, первый из которых со стороны рабочего инструмента имеет шток и воздухораспределительный механизмС2.

Клапанный воздухораспределительный механизм этого устройства имеет прямой выпуск воздуха в атмосферу через выхлоП10ные окна во время переброски клапана, а клапанные устройства обладают большим дросселированием сжатого воздуха из-за прохождения его через узкие щели и большого количества поворотов воздушной струи, что

15 приводит к понижению рабочего давления в задней полости, вследствие чего снижается ударная мощность. Кроме того, не устраняется воздушиая подушка с задних полостей при холостом ходе пор1ПЕ1ей. А это 30 приводит к тому, что, во-первых, сжатие задней воздушной подушки не дает поршню достичь своего крайнего поло.жения при холостом ходе, которое приводит к уменьшеНию конструктивно заданной величины хода поршней, а это снижает энергию удара и, во-вторых, результирующая сила, действующая на корпус ударного устройства, обусловленная давлением сжатого воздуха в рабочих полостях, на протяжении рабочего цикл1а не остается постоянной и поэтому вызывает вибрацию корпуса.

Цель изобретения - повыщение ударной мощности устройства и снижение вибрации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве ударного действия воздухораспределительный механизм выполнен в виде корпуса из двух частей с радиальными окнами, между торцами которых образована кольцевая полость, сообщающаяся с- надпоршневыми полостями цилиндров, и золоткика, представляющего собой полый цилиндр с радиальными окнами и кольцевым выступом, расположенным в кодьцевой полости, и установленную с возможностью осевого перемещения втулку с центральной перегородкон, разделяющей ее полость на две камеры - напорную и выхлопную, первая из которых сообщена с подпоршневой полостью первого из цилиндров и с надпоршневой полостью второго цилиндра, а выхлопная камера соединена с надпорщневой полостью первого цилиндра и с подпорщневой полостью второго цилиндра, а также через радиальные окна полого цилиндра и корпуса с атмосферой.

На фиг. 1 изображено устройство ударного действия, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. .

Устройство ударного действия состоит из двух соосно расположенных цилиндров 1 и 2 с порщнями 3 и 4, рабочий ход которых заканчивается ударом по щтоку 5.

Механизм воздухораспределения состоит из золотника в виде полого цилиндра 6 с радиальными окнами 7 и 8 и кольцевым выступом 9, перемещающегося по втулке 10 с радиальными окнами 11 -14, камерами - выхлопной 15 и напорной 16, а также корпуса, состоящего из части 17 с радиальными окнами 18 и 19 и выхлопными окнами 20 и 21 и части 22 с радиальными окнами 23 W 24. Между торцами частей 17 и 22 корпуса образована кольцевая полость, разделенная кольцевым выступом 9 золотника 6 на полости 25 и 26. Корпус йоздухораспределительного механизма с торцов закрыт крышками 27 и 28.

Надпоршневые полости 29 и 30 и подпорщневые полости 31 и 32 цилиндров 1 и 2 каналами 33-37 и сообщаются с выхлопной 15 и напорной 1Ь камерами втулки 10.

При холостом ходе поршнеИ д и ч каналы 43 и 44 сообщают кольцевые полости 25 и 26 с надпоршневыми полостями 29 и 30 цилиндров i и 2, импульсы давления

из которых обеспечивают переброску-золотника 6.

Устройство работает следующим образом.

Золотник 6 находится, например, в крайнем левом положении. Сжатый воздух из напорной камеры 16 втулки 10 через радиальные окна 13 и 8, через радиальное окно 23 по каналам 37 и 35 поступает в полость 30 цилиндра 2 и дальще по каналу 34 через два выхода канала 33 в полость 31 с одной стороны порщня 3 и полость 29 с другой стороны порщня 3 цилиндра 1. Воздух, поступающий через правый выход канала 33 (фиг. 1) в полость 29 по каналам 38, 40, и 41 через радиальные окна 18, 11 и 7, выхлопную камеру 15 втулки 10, выхлопное окно 20 выходит в атмосферу. А через левый выход канала 33 (фиг. 1) и канал 35 воздух поступает в полость 31 цилиндра 1 и полость 30 цилиндра 2 и давит на поршни 3 и 4, заставляя их перемещаться, при этом поршень 3 совершает холостой ход, а поршень 4 - рабочий ход.

Продолжая двигаться влево, поршень 4 эткрывает своей правой кромкой канал 44, который (как и канал 43) служит только для управления золотником 6, и сжатый воздух из полости 30 поступает по каналу 44 в полость 26 и давит на выступ 9 золотника 6, заставляя последний оставаться в левом крайнем положении. Воздух из поршневой полости 32 цилиндра 2 по каналам 39, 40 и 41 через радиальные окна 18, 7 и И, через выхлопную камеру 15 втулки 10 и выхлопное окно 20 (как из полости 29 цилиндра 1) выходит в атмосферу.

Двигаясь влево, поршень 4 своей правой кромкой открывает правый выход канала 39 цилиндра 2, и сжатый воздух по каналу 39, 40 и 41 через радиальные окна 18, 7 и 1 через выхлопную камеру 15 втулки 10, выхлопное окно 20 выходит в атмосферу.

Так же выходит в атмосферу сжатый воздух из полости 26 по каналу 44 через полость 30 цилиндра 2, по каналу 39, 40 и 41 и далее как указывалось выше. В то же время порщень 3, двигаясь вправо (фиг. 1) своей левой кромкой открывает канал 43, и сжатый воздух из полости 31 по каналу 43 поступает в полость 25 и давит на выступ 9 золотника 6, заставляя последний перемещаться вправо. В момент прохождения порщнем 3, совершающем холостой ход, отверстия канала 43 на цилиндре 1 золотник перехоДит в крайнее правое положение и упирается в крыщку 28, перекрыв радиальные окна 11 и 13 втулки 10. Затем сжатый воздух из напорной камеры 16 через радиальные окна 14, 8 и 24, по каналу 42 и 40 и левый выход канала 39 (с одной стороны поршня 4) поступает в полость 32 через правый выход канала 39 (с другой стороны поршня 4) в полость 30, далее пп

каналу 38 в полость 29. А из полостей 31 и 32 через каналы 33-36, радиальные окна 19, 7 и 12, выхлопную камеру 15 втулки 10, выхлопное окно 21 выходит в атмосферу. Поршень 3, совершающий холостой ход, тормозится с момента открытия отверстия на цилиндре 1 канала 43 и до своего крайнего правого положения под действием поступающего через канал 38 сжатого -воздуха. А поршень 4 под действием запасенной кинетической энергии, преодолевая давление воздуха в подпоршневой полости 32, поступающего через левый выход Канала 39, заканчивает рабочий ход ударом по щтоку 5.

Торможение поршня 3 в конце холостого хода и удар по штоку 5 поршнем 4 происходят одновременно. Корпус ударного устройства постоянно находится под действием двух одновременно действующих, но противоположно направленных сил, что снижает его вибрацию до минимума.

После торможения поршень .2 под действием поступающего сжатого воздуха в полость 29 из напорной камеры 16 втулки 10 через радиальные окна 14, 8 и 24 по каналам 42, 40 и 38 двигается влево, а поршень 4 под действием энергии отскока и также поступающего сжатого воздуха в подпоршневую полость 32 из напорной камеры 16 через радиальные окна 14, 8 и 24 по каналам 42 и 40 И левый выход канала 39 двигается вправо. Воздух также поступает в полость 30 через правый выход канала 39, но выходит из этой полости по каналам 35 и 36, радиальные окна 19, 7 и 12, выхлопное окно 21 в атмосферу. Поршень 4 продолжает двигаться вправо, совершая холостой ход.

В то же время из подпоршневой полости 31 цилиндра 1 воздух через каналы 33 и 34 и дальше, как из полости 30, выходит в атмосферу. Поршень 3 двигается влево, совершая рабочий ход.

Продолжай двигаться влево, поршень 3 открывает своей правой кромкой канал 43, и сжатый воздух поступает по каналу 43 в полость 25 и давит на выступ 9 золотника 6, заставляя последний оставаться в правом крайнем положении. Двигаясь влево, поршень 3 своей правой кромкой открывает правый выход канала 33 цилиндра 1, и сжатый воздух из полости 29 по каналам 33, 34 и 36, через радиальные окна 19, 7 н 12, через выхлопную камеру 15 втулки 10, выхлопное окно 21 выходит в атмосферу. Так же выходит в атмосферу воздух из полости 25 по каналу 43 через полость цилиндра I и далее как из полости 29.

В то же время поршень 4, двигаясь вправо, своей левой кромкой открывает канал 44, и сжатый воздух из полости 32 по этому каналу поступает в полость 26 и давит на выступ 9 золотника 6, заставляя последний перемещаться влево (фиг. I) В момент прохождения поршнем 4, совершающим холостой ход, отверстия канала 44 на цилиндре 2 золотник пере.ходит в крайнее левое положение и упирается в крыщку 27, 5 перекрыв радиальные окна 12 и 14 втулки 10.

Далее сжатый воздух из напорной камеры 16 через радиальные окна 13,8 и 23 по каналам 37 и 35 поступает в полость 30, затем по каналу 34 и правому выходу канала 33 (с одной стороны порщня 3) и полость 29 и по левому выходу канала 33 (с другой стороны поршня 3) в полость 31. А из полостей 29 и 32 через каналы 38-41, радиальные окна 18, 7 и 11, через выхлопj ную камеру 15 втулки 10, выхлопное окно 20 выходит в атмосферу. Поршень 4, совершающий холостой ход, тормозится с момента открытия отверстия на цилиндре 2 канала 44 и до своего крайнего правого положения под действием поступающего

через канал 35 сжатого воздуха. А порше {ь 3 под действием запасенной кинематической .элергии, преодолевая давление воздуха в подпоршневой полости 31, поступающего через левый выход канала 33, заJ канчивает рабочий, ход ударом по торцовой части утолщенного сечения штока 5.

Торможение порщня 4 в конце холостого хода и удар по торцовой части утолщенного сечения штока 5 поршнем 3 происходят одновременно.

0 После торможения поршень 4 под действием поступающего в полость 30 из напорной камеры 16 сжатого воздуха через радиальные окна 13, 8 и 23 по каналам 37 и 35 двигается влево, а nopuieHb 3 под действием энергии отскока и поступающего в поршневую полость 31 из напорной полости 16 сжатого воздуха через радиальные окна 13, 8 и 23 по каналам 37 и 34 и левый выход канала 23 двигается вправо.

В то же вре.мя из полости 29 цилиндра 1

и полости 32 цилиндра 2 воздух через канал 38-:41 через выхлопную камеру 15 втулки 10, выхлопное окно 20 выходит в атмосферу.

Начинается новый цикл движения поршней 3 и 4.

Формула изобретения

Устройство ударного действия, содержащее два соосных цилиндра с поршнями, первый из которых со стороны рабочего инструмента имеет шток, и возду; ораспределительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения ударной мощности устройства и уменьшения вибрации, воздухораспределительный механизм выполнен в виде корпуса из двух частей с радиальными окнами, между торцами которых обра7

зована кольцевая полость, сообщающаяся с надпоршневыми полостями цилиндров, и золотника, представляющего собой полый цилиндр с радиальными окнами и кольцевым выступом, расположенным в кольцевой полости, и установленную в нем с возможностью осевого перемещения втулку с-цен тральной перегородкой, разделяющей ее по лость на две камеры - напорную и выхлопную, первая из которых сообщена с подпоршневой полостью первого из цилиндров и с надпоршневой полостью второго цилинд/7

П

8

ра, а выхлопная камера соединена с надпоршневой полостью первого цилиндра и с подпорц невой полостью второго цилиндра, а также через радиальные окна полого цилиндра и корпуса с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 329608, кл. Е 21 С 3/24, 1970 (прототип

1,0 2 4J 4 30

6-6

22

37

Фиг.З